CN111056702A - 一种用于河道支流口的水体净化系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提出的一种用于河道支流口的水体净化系统，包括石笼多层净化植物单元、生物接触氧化净化单元、流速检测器、液位检测器和控制器，流速检测器用于检测河道支流口的流速，液位检测器用于检测石笼多层净化植物单元前的河道支流口的液位，流速检测器和液位检测器分别信号连接控制器，控制器控制连接生物接触氧化净化单元。本发明可有效降低支流对主河道的污染。

Description

一种用于河道支流口的水体净化系统
技术领域
本发明涉及河道污水处理技术领域，具体涉及一种用于河道支流口的水体净化系统。
背景技术
随着国家经济的快速发展，污水收集和处理设施严重滞后，造成大量污水直接排入支流，随即进入主河道。因此对河道支流的污染防治是改善主河道水环境的重要方面。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出的一种用于河道支流口的水体净化系统，可有效降低支流对主河道的污染。
本发明提出的一种用于河道支流口的水体净化系统，包括石笼多层净化植物单元、生物接触氧化净化单元、流速检测器、液位检测器和控制器，流速检测器用于检测河道支流口的流速，液位检测器用于检测石笼多层净化植物单元前的河道支流口的液位，流速检测器和液位检测器分别信号连接控制器，控制器控制连接生物接触氧化净化单元。
优选地，石笼多层净化植物单元包括间隔设置的多道石笼净化水坝，石笼净化水坝包括叠堆设置的多个石笼，石笼内填充有石块和土壤，石笼净化水坝上设有挺水植物，相邻的石笼净化水坝之间的浅水区设有用于净化水质的沉水植物，相邻的石笼净化水坝之间的深水区设有用于吸附悬浮物的沉水植物和用于沉降悬浮物的沉水植物，相邻的石笼净化水坝之间设有多个用于净化水质的人工浮岛。
优选地，人工浮岛包括位于水面以上的浮岛上层、位于水中的浮岛中层和浮岛下层，浮岛上层设有水生植物、曝气器及用于为曝气器供电的太阳能电池组件，浮岛中层设置有混合填料过滤结构，浮岛下层设有曝气管，曝气管与曝气器连通。
优选地，混合填料过滤结构包括多条悬挂绳、多个填料框和复合吸附材料，悬挂绳两端分别与浮岛中层的上下两端固定连接连接，每个悬挂绳至少悬挂一个填料框，复合吸附材料填料在填料框内，复合吸附材料由活性污泥炭化制得。
优选地，其特征在于，用于净化水质的沉水植物为苦草，用于吸附悬浮物的沉水植物为轮叶黑藻、狐尾藻、龙须眼子菜中的一种或多种，用于沉降悬浮物的沉水植物为伊乐藻、刺苦草、菹草、金鱼藻、小茨藻、小黄草中的一种或多种。
优选地，生物接触氧化净化单元包括集水管、集水泵、格栅机、沉砂池、调节沉淀池、多级生物接触氧化池、二沉池、活性炭吸附池、排水泵、排水管、污泥浓缩池、污泥泵和板框压滤机；
集水管、集水泵、格栅机、沉砂池、调节沉淀池、多级生物接触氧化池、二沉池、活性炭吸附池、排水泵、排水管依次连通，调节沉淀池、多级生物接触氧化池、二沉池分别与污泥浓缩池连通，污泥浓缩池、污泥泵、板框压滤机依次连通，板框压滤机与调节沉淀池连通；
控制器分别控制连接集水泵、排水泵、污泥泵和板框压滤机。
优选地，还包括循环组件，循环组件包括缓冲池、循环管、至少一个分析仪器，活性炭吸附池与分析仪器连通，且活性炭吸附池与分析仪器之间设有第一阀门，缓冲池设置在活性炭吸附池和排水泵之间，缓冲池和排水泵之间设有第二阀门，循环管一端与缓冲池连通，另一端与调节沉淀池连通，循环管上设有第三阀门，分析仪器信号连接控制器，控制器分别控制连接第一阀门、第二阀门和第三阀门。
本发明提出的一种用于河道支流口的水体净化系统，具有以下有益效果：
(1)当水流缓慢时，通过石笼多层净化植物单元对支流排入主河道的水进行净化，减少支流对主河道的污染。
(2)当水流过快或液位较高时，通过生物接触氧化单元抽取石笼多层净化植物单元前的河道支流口中的水进行生物接触氧化净化并将净化后的水排入主河道，可有效降低支流对主河道的污染。
附图说明
图1为本发明提出的一种用于河道支流口的水体净化系统的结构示意图。
图2为本发明中的石笼多层净化植物单元的结构示意图。
图3为本发明中的人工浮岛的结构示意图。
附图标记说明：
1-石笼净化水坝 2-人工浮岛 21-浮岛上层 22-浮岛中层
23-浮岛下层 3-集水管 4-集水泵 5-格栅机 6-沉砂池
7-调节沉淀池 8-多级生物接触氧化池 9-二沉池 10-活性炭吸附池
11-缓冲池 12-排水泵 13-第三阀门 14-第二阀门 15-排水管
16-第一阀门 17-分析仪器 18-污泥浓缩池 19-混合填料过滤结构
191-复合吸附材料 20-板框压滤机
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种用于河道支流口的水体净化系统，包括石笼多层净化植物单元、生物接触氧化净化单元、流速检测器、液位检测器和控制器，流速检测器用于检测河道支流口的流速，液位检测器用于检测石笼多层净化植物单元前的河道支流口的液位，流速检测器和液位检测器分别信号连接控制器，控制器控制连接生物接触氧化净化单元。
本发明通过石笼多层净化植物单元对支流排入主河道的水进行净化，减少支流对主河道的污染。但是石笼多层净化植物单元适合缓慢的水流，当汛期或者工厂排污水时，流速检测器和液位检测器对于石笼多层净化植物单元前的河道支流口的流速或者液位进行检测，当所检测值达到预设值时，生物接触氧化单元进行工作，抽取石笼多层净化植物单元前的河道支流口中的水进行生物接触氧化净化并将净化后的水排入主河道，可有效降低支流对主河道的污染。综上，本发明可适合不同的工作情况，有效降低支流对主河道的污染。
参照图2，在本实施方式中，石笼多层净化植物单元包括间隔设置的多道石笼净化水坝1，石笼净化水坝1包括叠堆设置的多个石笼，石笼内填充有石块和土壤，石笼净化水坝1上设有挺水植物，相邻的石笼净化水坝1之间的浅水区设有用于净化水质的沉水植物，相邻的石笼净化水坝1之间的深水区设有用于吸附悬浮物的沉水植物和用于沉降悬浮物的沉水植物，相邻的石笼净化水坝1之间设有多个用于净化水质的人工浮岛2。挺水植物、用于净化水质的沉水植物、用于吸附悬浮物的沉水植物和用于沉降悬浮物的沉水植物以及人工浮岛2形成了以石笼净化水坝1为主，相邻石笼净化水坝1之间的植物带为辅的多层植物带水质原位净化系统，多个多层植物带水质原位净化系统依次设置有效提高了净化质量和净化效率，有效减少了支流对主河道的污染。
参照图3，在本实施方式中，人工浮岛2包括位于水面以上的浮岛上层21、位于水中的浮岛中层22和浮岛下层23，浮岛上层21设有水生植物、曝气器及用于为曝气器供电的太阳能电池组件，浮岛中层22设置有混合填料过滤结构19，浮岛下层23设有曝气管，曝气管与曝气器连通。浮岛上层21的水生植物的根系漂浮在水中能够吸收水中的氨、氮、磷等有机污染物，同时释放出抑制藻类生长的化合物，浮岛中层22的混合填料过滤结构19能够作为水中的微生物的载体，水中的微生物能够不断的在载体内外表面附着生长，以形成生物膜，生物膜在水中与污染物充分的接触并将其分解，同时太阳能电池组件为曝气器供电，曝气器通过曝气管向水中补充氧气的同时能够打散载体上的生物膜，加快生物膜的分解，以形成新的生物膜。
在本实施方式中，混合填料过滤结构19包括多条悬挂绳、多个填料框和复合吸附材料191，悬挂绳两端分别与浮岛中层22的上下两端固定连接连接，每个悬挂绳至少悬挂一个填料框，复合吸附材料191填料在填料框内，复合吸附材料191由活性污泥炭化制得。
活性污泥炭化后衍生的复合吸附材料191，富含微孔、中孔，比表面积较大，空隙疏松，表面有大量的功能团，水容量高，对废水废气中的有机物吸附效果明显，对硫化氢、二氧化硫、挥发性有机物等吸附效率接近优质活性炭，对水相污染物吸附能力可以达到优质活性炭的三分之一。而该复合吸附材料191成本远低于优质活性炭，因此可以替代部分低端活性炭或作为功能性吸附材料，解决活性炭原材料有限的问题，具有极强的市场竞争力。而且由于复合吸附材料191具有孔隙率高，水容量高的特点，复合吸附材料191可以改善土壤的透气性和排水性，可以有效的保存土壤中的水分、养料，促进土壤中微生物的繁殖，提高地温，加速生根，提高土壤持水能力，可以显著改善农耕土壤性能，促进农作物、植物生长，提高产量。在中国的“沃土工程”实施过程中，可以起到重要作用。此外，经热解后的复合吸附材料191含水率仅为1％左右，热值1000～1500大卡，可作为与劣质褐煤相接近的低热值燃料销售提供能源，可以在工业锅炉、燃煤电厂、生物质电厂、垃圾电厂作为补充燃料。
在具体使用过程中，复合吸附材料191的制备过程包括以下步骤：
将剩余活性污泥进行压缩后，在保护气体气氛中进行烘干，得到烘干后的污泥；所述烘干后的污泥在保护气体气氛中进行热裂解，得到活性泥吸附材料；剩余活性污泥压缩后的含水率为60-80wt％；烘干温度为80-200℃，时间为10-80min；热裂解的温度为500-800℃，时间为10-80min。
在本实施方式中，用于净化水质的沉水植物为苦草，用于吸附悬浮物的沉水植物为轮叶黑藻、狐尾藻、龙须眼子菜中的一种或多种，用于沉降悬浮物的沉水植物为伊乐藻、刺苦草、菹草、金鱼藻、小茨藻、小黄草中的一种或多种。利用各种植物进行组合以对相邻石笼净化水坝1之间的水进行净化以保证经过石笼多层净化植物单元排入主河道的水不会污染主河道。
在本实施方式中，生物接触氧化净化单元包括集水管3、集水泵4、格栅机5、沉砂池6、调节沉淀池7、多级生物接触氧化池8、二沉池9、活性炭吸附池10、排水泵12、排水管15、污泥浓缩池18、污泥泵和板框压滤机20；
集水管3、集水泵4、格栅机5、沉砂池6、调节沉淀池7、多级生物接触氧化池8、二沉池9、活性炭吸附池10、排水泵12、排水管15依次连通，调节沉淀池7、多级生物接触氧化池8、二沉池9分别与污泥浓缩池18连通，污泥浓缩池18、污泥泵、板框压滤机20依次连通，板框压滤机20与调节沉淀池7连通；
控制器分别控制连接集水泵4、排水泵12、污泥泵、板框压滤机20。
将集水管3放入石笼多层净化植物单元前的支流口，对流速过快或者过高的水进行生物接触氧化净化，依次经过格栅机5除去悬浮物，沉砂池6沉淀砂砾，调节沉淀池7除去可沉淀物，多级生物接触氧化池8除去污染、恶臭成分，二沉池9再次调节除去可沉淀物，活性炭吸附池10吸附除去可吸附物，最终经排水泵12、排水管15排出，有效降低支流排入主河道的水对主河道的污染程度。
在本实施方式中，还包括循环组件，循环组件包括缓冲池11、循环管、至少一个分析仪器17，活性炭吸附池10与分析仪器17连通，且活性炭吸附池10与分析仪器17之间设有第一阀门16，缓冲池11设置在活性炭吸附池10和排水泵12之间，缓冲池11和排水泵12之间设有第二阀门14，循环管一端与缓冲池11连通，另一端与调节沉淀池7连通，循环管上设有第三阀门13，分析仪器17信号连接控制器，控制器分别控制连接第一阀门16、第二阀门14和第三阀门13。
控制器第三阀门13关闭，第二阀门14关闭，第一阀门16开启，分析仪器17用于检查活性炭吸附池10排出的水中污染物质的成分含量，当所排出的水符合排放标准时，控制器控制第二阀门14开启，控制器控制排水泵12工作，将水通过排水管15排入主河道；当所排出的水不符合排放标准时，控制器控制第三阀门13开启，所排出的水通过循环管通入调节沉淀池7进行再次沉淀及生物处理，有效保证经过生物接触氧化净化单元净化的水符合排放标注，不会对主河道造成污染。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于河道支流口的水体净化系统，其特征在于，包括石笼多层净化植物单元、生物接触氧化净化单元、流速检测器、液位检测器和控制器，流速检测器用于检测河道支流口的流速，液位检测器用于检测石笼多层净化植物单元前的河道支流口的液位，流速检测器和液位检测器分别信号连接控制器，控制器控制连接生物接触氧化净化单元。
2.根据权利要求1所述的用于河道支流口的水体净化系统，其特征在于，石笼多层净化植物单元包括间隔设置的多道石笼净化水坝(1)，石笼净化水坝(1)包括叠堆设置的多个石笼，石笼内填充有石块和土壤，石笼净化水坝(1)上设有挺水植物，相邻的石笼净化水坝(1)之间的浅水区设有用于净化水质的沉水植物，相邻的石笼净化水坝(1)之间的深水区设有用于吸附悬浮物的沉水植物和用于沉降悬浮物的沉水植物，相邻的石笼净化水坝(1)之间设有多个用于净化水质的人工浮岛(2)。
3.根据权利要求2所述的用于河道支流口的水体净化系统，其特征在于，人工浮岛(2)包括位于水面以上的浮岛上层(21)、位于水中的浮岛中层(22)和浮岛下层(23)，浮岛上层(21)设有水生植物、曝气器及用于为曝气器供电的太阳能电池组件，浮岛中层(22)设置有混合填料过滤结构(19)，浮岛下层(23)设有曝气管，曝气管与曝气器连通。
4.根据权利要求3所述的用于河道支流口的水体净化系统，其特征在于，混合填料过滤结构(19)包括多条悬挂绳、多个填料框和复合吸附材料(191)，悬挂绳两端分别与浮岛中层(22)的上下两端固定连接连接，每个悬挂绳至少悬挂一个填料框，复合吸附材料(191)设置在填料框内，复合吸附材料(191)由活性污泥炭化制得。
5.根据权利要求2所述的用于河道支流口的水体净化系统，其特征在于，用于净化水质的沉水植物为苦草，用于吸附悬浮物的沉水植物为轮叶黑藻、狐尾藻、龙须眼子菜中的一种或多种，用于沉降悬浮物的沉水植物为伊乐藻、刺苦草、菹草、金鱼藻、小茨藻和小黄草中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的用于河道支流口的水体净化系统，其特征在于，生物接触氧化净化单元包括集水管(3)、集水泵(4)、格栅机(5)、沉砂池(6)、调节沉淀池(7)、多级生物接触氧化池(8)、二沉池(9)、活性炭吸附池(10)、排水泵(12)、排水管(15)、污泥浓缩池(18)、污泥泵和板框压滤机(20)；
集水管(3)、集水泵(4)、格栅机(5)、沉砂池(6)、调节沉淀池(7)、多级生物接触氧化池(8)、二沉池(9)、活性炭吸附池(10)、排水泵(12)、排水管(15)依次连通，调节沉淀池(7)、多级生物接触氧化池(8)、二沉池(9)分别与污泥浓缩池(18)连通，污泥浓缩池(18)、污泥泵、板框压滤机(20)依次连通，板框压滤机(20)与调节沉淀池(7)连通；
控制器分别控制连接集水泵(4)、排水泵(12)、污泥泵和板框压滤机(20)。
7.根据权利要求6所述的用于河道支流口的水体净化系统，其特征在于，还包括循环组件，循环组件包括缓冲池(11)、循环管、至少一个分析仪器(17)，活性炭吸附池(10)与分析仪器(17)连通，且活性炭吸附池(10)与分析仪器(17)之间设有第一阀门(16)，缓冲池(11)设置在活性炭吸附池(10)和排水泵(12)之间，缓冲池(11)和排水泵(12)之间设有第二阀门(14)，循环管一端与缓冲池(11)连通，另一端与调节沉淀池(7)连通，循环管上设有第三阀门(13)，分析仪器(17)信号连接控制器，控制器分别控制连接第一阀门(16)、第二阀门(14)和第三阀门(13)。
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